第2节 电生磁
知识点 1 电流的磁效应
1.某同学利用如图所示装置研究磁和电的关系。请仔细观察图中的装置、操作和现象,然后归纳得出初步结论。
(1)比较甲、乙两图可知: 。
(2)比较乙、丙两图可知: 。
2.1820年,丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现:当导线中通过电流时,它下方的磁针发生了偏转。他通过继续研究,终于证实了电流周围存在 ,在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。通电导体周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫电流的 。
知识点 2 通电螺线管的磁场
3.在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中,小明进行了如下操作:如图所示,在螺线管两端各放一个小磁针,并在硬纸板上均匀撒满铁屑。
(1)由图可知通电螺线管的磁场与 的磁场相似。
(2)放入小磁针的作用是 。
(3)改变电流方向,小明发现,铁屑的分布形状 (选填“没有改变”或“发生改变”),而小磁针指向与原来相反,说明 。
知识点 3 安培定则
4.通电螺线管外部的磁场和 的磁场相似,它两端的极性跟 的方向有关,二者关系的判定方法:用 手握住螺线管,让 指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的 极。
5.如图所示为四名同学判断通电螺线管极性时的做法,其中正确的是 ( )
6.如图所示,螺线管接通电源后,小磁针静止时的指向错误的是 ( )
7.[2021·广西] 请在图中标出通电螺线管外部磁感线的方向及小磁针的N极。
8.[2021·岳阳] 如图所示,请根据小磁针的指向确定电源a端的极性,用“+”或“-”填在括号内。
9.如图所示是奥斯特实验的示意图,以下关于奥斯特实验的分析正确的是 ( )
A.通电导线周围磁场的方向由小磁针的指向决定
B.小磁针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用
C.移去小磁针后通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
10.[2020·常州] 如图所示,闭合开关S1、S2,两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是 ( )
A.相斥,A端为N极,B端为N极
B.相斥,A端为S极,B端为S极
C.相吸,A端为S极,B端为N极
D.相吸,A端为N极,B端为S极
11.如图所示,螺线管上方附近有一点M,小磁针置于螺线管的左侧附近。闭合开关,下列判断正确的是 ( )
A.M点的磁场方向向左
B.螺线管的左端为S极
C.小磁针静止后,其N极指向左
D.向右移动滑片P,螺线管的磁场增强
12.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通以如图所示的电流,请你想一想会发生的现象是 ( )
A.通电螺线管仍保持静止不动
B.通电螺线管能在任意位置静止
C.通电螺线管转动,直至A端指向南方,B端指向北方
D.通电螺线管转动,直至B端指向南方,A端指向北方
13.通电螺线管周围的磁感线如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.A端为电源的正极
B.小磁针左端为S极
C.通电螺线管左端为N极
D.改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
14. 如图所示,甲、乙为条形磁体,中间是通电螺线管,虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线,则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是 ( )
A.N、S、N、N B.S、N、S、S
C.S、S、N、S D.N、N、S、N
15.[2020·湖州] 方方按如图所示电路进行实验。闭合开关后,小磁针发生偏转。当小磁针静止时N极指向 (选填“上方”或“下方”)。向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,硬币突然被吸起,此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与 有关。
16.[2020·连云港一模] 如图所示为螺线管通电后小磁针静止时的情况,请在图中标出磁感线的方向,并在括号内标出电源的正、负极。
17.受通电螺线管周围磁场的作用,小磁针静止时处于如图所示的状态,请画出螺线管上导线的绕向。
考|题|展|示
18.[2021·东营] 如图所示,开关闭合的瞬间,位于螺线管右侧的小磁针沿顺时针方向旋转。请在图中合适的位置标出通电螺线管的“N”“S”极和电源的“+”“-”极。
答案
1.(1)电流周围存在着磁场
(2)通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
2.磁场 磁效应
3.(1)条形磁体
(2)显示磁场的方向
(3)没有改变 通电螺线管两端的磁极跟螺线管中的电流方向有关
4.条形磁体 电流 右 四指 N
5.A 6.B
7.如图所示
8.如图所示
9.B [解析] 通电导线周围磁场的方向是由电流的方向决定的,不是由小磁针的指向决定的,故A错误;小磁针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用,故B正确;移去小磁针后,通电导线周围的磁场依然存在,故C错误;通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,故D错误。
10.C 11.C
12.D 13.C 14.D 15.下方 电流大小
16.如图所示
17.如图所示
18.如图所示
关于通电螺线管
1.决定通电螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向,而不是螺线管的绕法和电源的正、负极。当两个通电螺线管的电流环绕方向相同时,它们两端的极性就相同。
2.利用安培定则判断通电螺线管的磁极极性时,只要右手四个手指的环绕方向与电流方向一致,右手的拇指就指向该通电螺线管的N极。